专利名称：数字示波器及其数据处理方法
技术领域：
本发明涉及一种数字示波器及其数据处理方法。
背景技术：
数字示波器是一种电信号测试仪器，用于测量、观察、记录和分析各种瞬 时物理电信号变化，在显示屏上以波形方式显示电信号在时间轴上的变化。数 字示波器每秒钟内捕获信号的次数，就是波形捕获速率，也称波形刷新率，单
位是波形lt/秒(wfins/s)。数字示波器的波形刷新率越高，捕获偶发随机事件 的概率越高，越能重现孩i观物理电信号的实时真实变化。
传统的数字示波器都是采集一个波形数据，然后处理并显示一个波形数 据。受到数据处理速度的限制，在相同硬件环境下，数字示波器的总体刷新率 没有发挥到最大的功效。举例来说，数字示波器的前端已经采集了 IOW个波形 数据，后端可能只处理了 2W个波形数据，因此，波形刷新率只有2wfins/s (理 论上波形刷新率最大值为10wfms/s)。
发明内容
有鉴于此，有必要针对传统的数字示波器波形刷新率不高的问题，提供一 种能提高波形刷新率的数字示波器。
一种数字示波器，包括数据采集模块、数据处理模块、存储模块、显存、
显示模块；所述数据采集模块采样模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号； 所述数据处理模块用于将数据采集模块输出的数字信号暂存在存储模块中，判 断存储模块暂存的数据量是否等于预设值，在存储模块暂存的数据量等于预设 值时从存储模块中读取暂存的数据并进行波形处理，从显存中读取波形数据， 控制显示模块显示波形。
优选的，所述存储模块是静态随才4储器。
4优选的，所述静态随机存储器采用先进先出的存储方式。
优选的，所述存储模块暂存的数据量为数据采集模块至少采集2次的数据量。
优选的，所述存储模块暂存的数据量为数据采集模块采集7次的数据量。 还提供一种数字示波器的数据处理方法。
一种数字示波器的数据处理方法，包括Sl:釆集数据；S2:暂存数据； S3:判断暂存的数据量是否等于预设值，如果是，则执行S4，如果否，则执行 Sl; S4:读取暂存的数据并进行波形处理；S5:显示波形。
优选的，所述步骤S3是通过计算采集数据的次数，并判断采集数据的次数 是否等于预设的次数来实现。
优选的，所述预设的次数是7次。
优选的，所述步骤Sl和S2是一直进行的。
上述数字示波器通过优化工作流程(采集多次，处理一次)，提高了波形 刷新率。
图l是数字示波器的示意图。
图2是数字示波器的数据处理方法的流程图。
图3是存储模块存储数据的格式示意图。
具体实施例方式
图1是数字示波器的示意图。数字示波器包括数据采集模块、数据处理模 块、存储模块、显存、显示模块。
数据采集模块包括多个模数转换器。每个模数转换器按特定的频率实时采
样模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号。数据采集模块的采样速率一般很 大，例如一个模数转换器在10ns内采样的数据量为2B，当数据采集模块的模数 转换器的个数为5个时，其采样速率便是lGB/s。存储模块一般采用静态随机存储器(Static Random Access Memory, SRAM)。静态随机存储器最好采用先进先出(First-InFirst-Out， FIFO)的存储 方式。
数据处理模块用于将数据采集模块输出的数字信号暂存在存储模块中，判 断存储模块暂存的数据量是否等于预设值，从存储模块中读取暂存的数据并进 行波形处理，从显存中读取波形数据，控制显示^f莫块显示波形。
图2是数字示波器的数据处理方法的流程图。数字示波器的数据处理方法 包括
SI:采集数据。
数据采集模块的多个模数转换器的工作方式为并行工作方式。每个模数转 换器按特定的频率实时采样模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号。 S2:暂存数据。
数据处理模块将数据采集模块输出的数字信号暂存在存储模块中。假设数 据采集模块一次采集的数据量为20Kb，存储模块的容量为2MB，那么存储模块 最多可以存储数据采集模块IOO次采集的数据。存储模块存储数据的格式如图3 所示。数据采集模块每次采集的数据都是暂存在存储模块中(而传统的数字示 波器是直接对采集的数据进行处理，并进行显示)，然后数据采集模块继续采集 数据。
S3:判断暂存的数据量是否等于预设值，如果是，则执行S4，如果否，则 执行Sl。
该步骤可以通过计算数据采集模块采集数据的次数，并判断数据采集的次 数是否等于预设的次数(可自由设定，例如100次)来实现。 S4:读取暂存的数据并进行波形处理。
数据处理模块从存储模块中读取暂存的数据，同时清空存储模块，然后数 据处理模块对读取的数据进行波形处理。波形处理包括数值变换、滤波、抽样 或插值、波形整形、FFT处理、波形成像等。每个过程的处理时间基本上与数 据量成正比关系，所以波形处理这部分占用较大的系统时间资源。波形成像是指将波形处理后得到的点在二维坐标平面上以点或线的方式在系统显存中成像。这个过程需要根据数字示波器的键盘、菜单要求，对数据进行各种复杂的
坐标变化，以达到不同的^L察波形目的。S5:显示波形。
数据处理模块从显存中读取波形数据，控制显示模块显示波形。
当数据处理模块对读取的数据进行波形处理时，Sl和S2是同时执行的。也就是说，数据采集和暂存过程是一直进行的。
经过多次实验测试，最佳的情况是数据采集7次，然后统一进行一次数据处理。此时，波形刷新率为传统方式的2.62倍。
上述数字示波器通过优化工作流程(采集多次，处理一次)，提高了波形刷新率。
上述数字示波器的工作模式是通过牺牲波形触发存储深度来获取更高的波形刷新率。为了满足用户在不同场合的使用需求，上述数字示波器可以提供两种工作模式供用户选择，即高波形刷新率工作模式和高波形触发存储深度模式。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1、一种数字示波器，其特征在于包括数据采集模块、数据处理模块、存储模块、显存、显示模块；所述数据采集模块采样模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号；所述数据处理模块将数据采集模块输出的数字信号暂存在存储模块中，判断存储模块暂存的数据量是否等于预设值，在存储模块暂存的数据量等于预设值时从存储模块中读取暂存的数据并进行波形处理，从显存中读取波形数据并控制显示模块显示波形。
2、 根据权利要求l所述的数字示波器，其特征在于所述存储模块是静态随机存储器。
3、 根据权利要求2所述的数字示波器，其特征在于所述静态随机存储器采用先进先出的存储方式。
4、 根据权利要求l所述的数字示波器，其特征在于所述存储模块暂存的数据量为数据采集模块至少采集2次的数据量。
5、 根据权利要求4所述的数字示波器，其特征在于所述存储模块暂存的数据量为数据采集模块采集7次的数据量。
6、 一种数字示波器的数据处理方法，其特征在于包括Sl:采集数据；S2:暂存数椐；S3:判断暂存的数据量是否等于预设值，如果是，则执行S4，如果否，则执行S1;S4:读取暂存的数据并进行波形处理；S5:显示波形。
7、 根据权利要求6所述的数字示波器的数据处理方法，其特征在于所述步骤S3是通过计算采集数据的次数，并判断采集数据的次数是否等于预设的次数来实现。
8、 根据权利要求7所述的数字示波器的数据处理方法，其特征在于所述预设的次数是7次。
9、 根据权利要求6所述的数字示波器的数据处理方法，其特征在于所述步骤Sl和S2是一直进行的。
全文摘要
本发明涉及一种数字示波器及其数据处理方法，所述数字示波器包括数据采集模块、数据处理模块、存储模块、显存、显示模块；所述数据处理模块用于将数据采集模块输出的数字信号暂存在存储模块中，判断存储模块暂存的数据量是否等于预设值，在存储模块暂存的数据量等于预设值时从存储模块中读取暂存的数据并进行波形处理，从显存中读取波形数据，控制显示模块显示波形。所述数字示波器的数据处理方法包括S1采集数据；S2暂存数据；S3判断暂存的数据量是否等于预设值，如果是，则执行S4，如果否，则执行S1；S4读取暂存的数据并进行波形处理；S5显示波形。所述数字示波器及其数据处理方法提高了波形刷新率。
文档编号G01R13/00GK101666820SQ200910108940
公开日2010年3月10日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者轲 秦, 赵亚锋, 邵海涛 申请人:秦 轲;邵海涛;赵亚锋